KR20100088159A - Method of manufacturing permanent magnet - Google Patents
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Abstract
자계 중에서 더욱 동일한 결정 방위 관계를 가지는 원료 분말의 결정 파면이 조합되도록 하여, 극히 높은 배향성을 갖는 영구자석을 제조하기 위한 방법을 제공한다. 본 발명에 있어서는, 원료 분말(P)을 공동(22)에 충전하고, 공동 내에서 원료 분말(P)을 공동의 횡단면적보다 작은 면적을 갖는 압압 수단(5)으로 누르면서 자계 중에서 배향하고, 이 배향한 것을 자계 중에서 소정 형상으로 압축 성형한다.Provided is a method for producing a permanent magnet having an extremely high orientation by allowing the crystal wavefronts of raw material powders having more identical crystal orientation relations in the magnetic field to be combined. In the present invention, the raw material powder P is filled in the cavity 22, and the raw material powder P is oriented in a magnetic field while pressing the raw material powder P with the pressing means 5 having an area smaller than the cross sectional area of the cavity. The oriented one is compression molded into a predetermined shape in a magnetic field.
Description
본 발명은 영구자석의 제조 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 높은 배향성을 가지는 Nd-Fe-B계의 영구자석의 제작시에 사용되는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a permanent magnet, and more particularly, to a method used in the production of Nd-Fe-B-based permanent magnet having a high orientation.
Nd-Fe-B계의 소결 자석(소위, 네오디뮴 자석)은, 철과, 저렴하고 자원적으로 풍부하고 안정한 공급이 가능한 Nd, B의 원소의 조합으로부터 이루어진 것으로 저비용으로 제조할 수 있음과 아울러, 고자기 특성(최대 에너지적은 페라이트계 자석의 10배 정도)을 가지기 때문에, 전자기기 등 여러 가지의 제품에 이용되고 하이브리드카용의 모터나 발전기 등에도 채용되어 사용량이 증가하고 있다. Nd-Fe-B-based sintered magnets (so-called neodymium magnets) are made of a combination of iron and elements of Nd and B, which are inexpensive, resource-rich and stable, and can be manufactured at low cost. Because of its high magnetic properties (maximum energy is about 10 times that of ferrite magnets), it is used in various products such as electronic devices, and is also used in motors and generators for hybrid cars, and its usage is increasing.
Nd-Fe-B계의 자석은 주로 분말 야금법으로 생산되고 있고, 이 방법에서는, 먼저, Nd, Fe, B를 소정의 조성비로 배합하고, 용해, 주조하여 합금 원료를 제작하고, 예를 들면 수소 분쇄 공정에 의해 일단 조분쇄하고, 계속해서, 예를 들면 제트 밀 미분쇄 공정에 의해 미세분쇄하여 원료 분말을 얻는다. 그 다음에, 수득한 원료 분말을 자계 중에서 배향(자장 배향)시키고, 자장을 인가한 상태로 압축 성형하여 성형체를 얻는다. 그리고 이 성형체를 소정의 조건하에서 소결시켜 소결 자석이 제작된다.Nd-Fe-B-based magnets are mainly produced by powder metallurgy. In this method, first, Nd, Fe and B are blended in a predetermined composition ratio, melted and cast to produce an alloy raw material. Roughly grind | pulverizes by a hydrogen grinding process, and then, finely grind | pulverizes, for example by a jet mill fine grinding process, and obtains a raw material powder. Next, the obtained raw material powder is orientated (magnetic field orientation) in a magnetic field, and it is compression-molded in the state which applied the magnetic field, and a molded object is obtained. Then, the molded body is sintered under predetermined conditions to produce a sintered magnet.
자계 중의 압축 성형법으로서, 일반적으로, 1축 가압식의 압축 성형기가 이용되고, 이 압축 성형기는, 다이의 관통공에 형성한 공동(충전실)에 원료 분말을 충전하고, 상하 한 쌍의 펀치에 의해 상하 방향으로부터 가압(프레스)하여 원료 분말을 성형하는 것이지만, 한 쌍의 펀치에 의한 압축 성형시, 공동에 충전된 원료 분말에 있어서의 입자간의 마찰이나, 원료 분말과 펀치에 세팅한 금형의 벽면과의 마찰에 의해 높은 배향성을 얻지 못하고, 자기 특성의 향상을 꾀할 수 없는 문제가 있었다.Generally as a compression molding method in a magnetic field, a uniaxial press type compression molding machine is used, and this compression molding machine fills a cavity (filling chamber) formed in the through-hole of a die, and uses a pair of upper and lower punches. It is pressurized from the up and down direction to form a raw material powder, but in compression molding using a pair of punches, friction between particles in the raw material powder filled in the cavity, wall surface of the mold set to the raw material powder and the punch and There was a problem in that high orientation could not be obtained due to friction, and the magnetic properties could not be improved.
이것으로부터, 공동에 원료 분말을 충전한 후, 자장 배향 시에 상부 펀치 및 하부 펀치의 적어도 하나를 가압 방향(프레스 방향)으로 진동시키는 압축 성형법이 알려져 있다. 이 압축 성형법은, 상부 펀치 또는 하부 펀치로 원료 분말을 진동시키면서 자장을 인가하는 것으로, 공동에 충전된 원료 분말에 있어서의 입자간의 마찰을 정마찰로부터 동마찰로 바꾸어 원료 분말에 있어서의 입자간의 마찰을 저감하여 원료 분말의 유동성을 향상시키고, 자장 배향 방향에 더욱 가지런하도록 원료 분말을 이동시킬 수가 있기 때문에, 배향성을 향상할 수 있는 것이다(특허문헌 1). From this, the compression molding method which fills a cavity with raw material powder, and vibrates at least one of an upper punch and a lower punch at the time of magnetic field orientation in a pressurizing direction (press direction) is known. In this compression molding method, a magnetic field is applied while vibrating the raw material powder with the upper punch or the lower punch, and the friction between the particles in the raw material powder is changed from the static friction to the dynamic friction in the raw powder filled in the cavity. Since the raw material powder can be reduced to reduce the fluidity of the raw material powder and be more aligned in the magnetic field alignment direction, the orientation can be improved (Patent Document 1).
하지만, 상기 압축 성형법에서는, 자장 배향시에 상부 펀치 및 하부 펀치 중 하나로 진동시키는 것이기 때문에, 공동 내에서의 원료 분말의 입자끼리의 위치 관계는 공동 내에 충전한 상태로부터 대부분 변화하지 않는다. 이 때문에, 자장 배향 방향으로 서로 이웃한 원료 분말의 입자끼리의 결정 파면(Nd-Fe-B계의 소결 자석의 원료 분말은 Nd, Fe, B를 배합하고, 용해, 합금화한 후에 분쇄하여 제작되고 있기 때문에, 이 원료 분말의 표면에는, 특정의 벽개면을 가지지 않는 결정 파면이 형성되어 있다)이 맞지 않는 경우에는, 결국, 원료 분말의 입자간에 간극이 남아서, 자장 배향 방향으로 원료 분말의 자화가 쉬운 축이 가지런하지 않고, 이 상태로 압축 성형하면 배향이 흐트러지는 문제가 있다.However, in the compression molding method, since the vibration is caused by one of the upper punch and the lower punch at the time of magnetic field orientation, the positional relationship between the particles of the raw material powder in the cavity does not change most from the state filled in the cavity. For this reason, crystal wavefronts (Nd-Fe-B-based sintered magnet powders) of particles of raw material powders adjacent to each other in the magnetic field orientation direction are prepared by blending Nd, Fe, and B, dissolving, alloying, and then pulverizing them. Therefore, when the crystal wavefront having no specific cleavage surface is formed on the surface of the raw material powder), a gap is left between the particles of the raw material powder, so that the raw material powder is easily magnetized in the magnetic field orientation direction. There is a problem that the axis is not aligned, and the compression molding in this state causes the orientation to be disturbed.
상기 점에 비추어, 본 발명의 목적은, 자계 또는 전계 중에서 더욱 동일한 결정 방위 관계를 가지는 분말 결정 파면이 조합되도록 하여, 극히 높은 배향성을 가지는 배향체, 성형체 및 소결체로 만들어진 고성능 영구자석의 제조 방법을 제공하는 것이다.In view of the foregoing, an object of the present invention is to provide a method for producing a high performance permanent magnet made of an oriented body, a molded body and a sintered body having extremely high orientation by combining powder crystal wavefronts having a more identical crystal orientation relationship in a magnetic field or an electric field. To provide.
상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1 기재의 영구자석의 제조 방법은, 원료 분말을 충전실에 충전하고, 이 원료 분말에 대해, 상기 충전실의 횡단면적보다 작은 면적을 가지는 압압(押壓) 수단을 누르면서 자계 중에서 배향하는 배향 공정 과, 이 배향한 것을 자계 중에서 소정 형상으로 압축 성형하는 성형 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, the manufacturing method of the permanent magnet of
청구항 1 기재의 발명에 따르면, 충전실 내에 원료 분말을 충전한 후, 자장 내에서 자장 배향한다. 이때, 충전실 내의 원료 분말에 대해, 예를 들면 충전실에의 원료 분말의 충전 방향과 같은 방향으로부터 압압 수단을 소정의 압력으로 누른다. 여기서, 이 압압 수단의 원료 분말과의 접촉면(압압면)의 면적은 충전실의 횡단면적보다 작게 설정되어 있기 때문에, 원료 분말에 대해 압압 수단을 누르면, 압압 수단과 충전실 내측과의 사이의 공간으로 원료 분말이 밀려 간다.According to the invention of
이것에 의해, 자장을 인가했을 때의 입자끼리의 결합이 일단 끊어지고, 충전실에서의 원료 분말의 입자끼리의 위치 관계가 충전실 내에 충전한 상태로부터 변화한다. 그리고 자장 배향 방향에 있어서의 결정 파면의 조합 중에서, 더 동일한 결정 방위 관계를 가지는 결정 파면이 조합될 기회가 많아지고, 동일한 결정 방위 관계를 가지는 결정 파면이 일단 결합하면, 강고한 결합 사슬을 형성하므로, 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 가지런하다. 그리고 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 가지런한 것을 압축 성형하는 것에 의해, 배향의 혼란이 없는 고밀도의 영구자석이 되고, 고성능 자석을 얻을 수 있다.As a result, the bonding between the particles when the magnetic field is applied is broken once, and the positional relationship between the particles of the raw material powder in the filling chamber changes from the state filled in the filling chamber. And among the combination of crystal wavefronts in the magnetic field orientation direction, there are more opportunities for the crystal wavefronts having the same crystal orientation relationship to be combined, and once the crystal wavefronts having the same crystal orientation relationship combine, they form a strong binding chain. In the magnetic field orientation direction, crystal wavefronts are joined without gaps. Then, the crystal wavefront is bonded in the magnetic field orientation direction without gaps and compression molded to form a high-density permanent magnet without disorder of orientation, and a high-performance magnet can be obtained.
청구항 1 기재의 발명에 있어서, 상기 충전실의 횡단면 전면에 걸쳐 압압 수단의 내리누름이 행해지도록, 상기 압압 수단의 위치를 차례로 변화시키도록 하면, 충전실에서 원료 분말이 더 혼합하게 되고, 충전실 내에서 입자끼리의 위치 관계를 변화시켜, 동일한 결정 방위 관계를 가지는 결정 파면이 조합될 기회가 한층 많아질 수 있다. 이것은, 충전실의 횡단면이 직사각형일 때 특히 유효하게 된다.In the invention according to
또, 상기 압압 수단을 내리누를 때에, 상기 압압 수단을 그 누르는 방향으로 진동시키도록 해도 괜찮다.Moreover, when pressing down the said press means, you may make it vibrate in the pushing direction.
이 경우, 상기 원료 분말에 소정의 혼합 비율로 윤활제를 첨가하여 혼합한 후에 자루에 충전하도록 해 두면, 원료 분말의 유동성이 향상된다.In this case, when the lubricating agent is added to the raw material powder at a predetermined mixing ratio and mixed, the filling is performed in the bag, whereby the fluidity of the raw material powder is improved.
더욱이, 압압 수단에의 원료 분말의 부착을 방지하기 위해서, 상기 압압 수단은 비자성 재료인 것이 바람직하다.Moreover, in order to prevent adhesion of the raw material powder to the pressing means, the pressing means is preferably a nonmagnetic material.
또, 상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 6 기재의 영구자석의 제조 방법은, 원료 분말을 변형이 자유로운 자루에 충전하는 공정과, 상기 자루에 대해 국소적인 압압력을 가하여 자루 내의 원료 분말을 혼련하면서 자계 중에서 배향하는 공정과, 상기 배향한 원료 분말을 자계 중에서 소정 형상으로 압축 성형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.Moreover, in order to solve the said subject, the manufacturing method of the permanent magnet of Claim 6 WHEREIN: The process of filling a raw material powder in the bag with which deformation | transformation is free, and knead | mixing the raw material powder in a bag by applying a local pressure to the said bag. And the step of orienting in a magnetic field and the step of compression molding the oriented raw material powder into a predetermined shape in a magnetic field.
청구항 6 기재의 발명에 따르면, 자루 내에 원료 분말을 충전한 후, 자장 중에서 자장 배향한다. 이때, 변형이 자유로운 자루에 대해 복수의 개소에서 국소적으로 압압력을 가하여 상기 자루 내의 원료 분말을 혼련한다. 이것에 의해, 자장을 인가했을 때의 입자끼리의 결합이 일단 끊어지고, 자루 내에서의 원료 분말의 입자끼리의 위치 관계가 충전실 내에 충전한 상태로부터 변화한다. 그리고 자장 배향 방향에 있어서의 결정 파면의 조합 중에서, 더 동일한 결정 방위 관계를 가지는 결정 파면이 조합될 기회가 많아지고, 동일한 결정 방위 관계를 가지는 결정 파면이 일단 결합하면, 강고한 결합 사슬을 형성하므로, 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 가지런해진다. 그리고 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 가지런한 것을 압축 성형하는 것에 의해, 배향의 혼란이 없는 고밀도의 것이 되어, 고성능 자석을 얻을 수 있다.According to the invention of claim 6, after the raw material powder is filled into the bag, the magnetic field is oriented in the magnetic field. At this time, the raw material powder in the bag is kneaded by applying a pressing force locally at a plurality of places with respect to the bag free of deformation. As a result, the bonding between the particles when the magnetic field is applied is broken once, and the positional relationship between the particles of the raw material powder in the bag changes from the state filled in the filling chamber. And among the combination of crystal wavefronts in the magnetic field orientation direction, there are more opportunities for the crystal wavefronts having the same crystal orientation relationship to be combined, and once the crystal wavefronts having the same crystal orientation relationship combine, they form a strong binding chain. In the magnetic field orientation direction, the crystal wavefront is joined without gaps and arranged. Then, the crystal wavefront is bonded without gaps in the magnetic field alignment direction and compression molded to provide a high-density without disorder of orientation, thereby obtaining a high performance magnet.
이 경우, 상기 원료 분말에 소정의 혼합 비율로 윤활제를 첨가하고 혼합한 후에 충전실에 충전하도록 해 두면, 원료 분말의 유동성이 향상된다.In this case, when the lubricant is added to the raw material powder at a predetermined mixing ratio and mixed, the filling chamber is charged to improve the fluidity of the raw material powder.
덧붙여, 상기 발명에 있어서는, 상기 성형 공정에 더하여 또는 상기 성형 공정 대신에, 배향한 것 또는 압축 성형한 것을 소결하는 소결 공정을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in the said invention, it is preferable to include the sintering process which sinters the oriented or compression molded thing in addition to the said molding process or instead of the said molding process.
또, 상기 원료 분말은, 급냉법에 의해 제작한 희토류 자석용이면, 원료 분말이 모난 입자 형상이 되어, 결정 파면의 면적을 크게 할 수 있고, 원료 분말의 입자간의 틈새를 작게 할 수 있어, 더욱 동일한 결정 방위 관계를 가지는 원료 분말의 결정 파면이 조합될 기회가 많아지는 것과 더불어, 배향성을 극히 높게 할 수 있다.Moreover, if the said raw material powder is for the rare earth magnet produced by the quenching method, the raw material powder becomes angular particle shape, the area of a crystal wavefront can be enlarged, the clearance between the particle | grains of raw material powder can be made small, In addition to increasing the chance of combining the crystal wavefronts of the raw material powder having the same crystal orientation relationship, the orientation can be made extremely high.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태의 제조 방법을 실시하는 압축 성형기를, 대기 위치에서 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 압축 성형기에 대해 압압 수단을 이동시킨 상태를 설명하는 도면이다.
도 3은 공동에 대한 압압 수단의 위치를 설명하는 도이다.
도 4 (a) 내지 (f)는, 압압 수단의 작동(배향 공정)을 설명하는 도면이다.
도 5(a) 는 종래 기술의 자장 배향을 설명하는 도면이다. 도 5(b)는 제1 실시 형태에 있어서의 자장 배향을 설명하는 도면이다.
도 6은 도 1에 나타낸 압축 성형기의 성형 공정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 형태의 제조 방법을 실시하는 압축 성형기를, 대기 위치에서 설명하는 도면이다.
도 8은 도 7에 나타낸 압축 성형기에 대해 혼련 수단을 이동시킨 상태를 설명하는 도면이다.
도 9는 혼련 수단에 의한 자루 내의 원료 분말의 혼련을 설명하는 도면이다.
도 10(a)는 종래 기술의 자장 배향을 설명하는 도면이다. 도 10(b)는, 제2 실시 형태에 있어서의 혼련자장 배향을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 7에 나타낸 성형 장치의 성형 공정을 설명하는 도면이다.
도 12(a)는, 압압 수단의 형상이나 누른 회수 등의 조건을 나타내는 표이며, (b)는 실시예 1에 의해 제작한 소결 자석의 자기 특성 및 배향도를 나타내는 표이다.
도 13은 실시예 2에 의해 제작한 소결 자석의 자기 특성 및 배향도를 나타내는 표이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure explaining the compression molding machine which implements the manufacturing method of 1st Embodiment of this invention in a standby position.
It is a figure explaining the state which moved the press means with respect to the compression molding machine shown in FIG.
3 is a view for explaining the position of the pressing means with respect to the cavity.
4 (a) to 4 (f) are diagrams illustrating the operation (orientation step) of the pressing means.
Fig. 5A is a diagram illustrating the magnetic field orientation of the prior art. FIG. 5B is a diagram illustrating the magnetic field orientation in the first embodiment. FIG.
It is a figure explaining the shaping | molding process of the compression molding machine shown in FIG.
It is a figure explaining the compression molding machine which implements the manufacturing method of 2nd Embodiment of this invention in a standby position.
It is a figure explaining the state which the kneading means moved with respect to the compression molding machine shown in FIG.
It is a figure explaining the kneading of the raw material powder in a bag by kneading means.
Fig. 10 (a) is a diagram illustrating the magnetic field orientation of the prior art. FIG.10 (b) is a figure explaining the kneading magnetic field orientation in 2nd Embodiment.
It is a figure explaining the shaping | molding process of the shaping | molding apparatus shown in FIG.
12 (a) is a table which shows conditions, such as a shape of a press means, the number of times of pressing, etc., (b) is a table which shows the magnetic characteristic and orientation of the sintered magnet produced by Example 1. FIG.
13 is a table showing the magnetic properties and the orientation of the sintered magnet produced in Example 2. FIG.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 희토류 영구자석, 특히, Nd-Fe-B계의 소결 자석을 제조하는 것에 적합한 압축 성형기(1)를 설명한다. 압축 성형기(1)는, 가압 방향(Y)(프레스 방향)이 자장 배향 방향에 수직인 1축 가압식의 것이며, 다리부(11)에 의해 지지를 받는 베이스 플레이트(12)를 가진다. 베이스 플레이트(12)의 위쪽에는 다이(2)가 배치되어 있다. 다이(2)는, 베이스 플레이트(12)를 관통하는 복수개의 지주(13)로 지지되고, 각 지주(13)의 타단이 베이스 플레이트(12)의 아래쪽에 마련한 연결판(14)에 연결되어 있다. 연결판(14)은 구동 수단, 예를 들면 공지 구조의 유압 실린더의 실린더 로드(15)에 접속된다. 이것에 의해, 하부 유압 실린더를 작동시켜 연결판(14)을 승강시키면, 다이(2)가 가압 방향(Y)인 도 1의 상하 방향으로 이동가능하다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to drawings, the
다이(2)의 대략 중앙부에는 상하 방향의 관통공(21)이 형성되고, 관통공(21)에는, 그 아래쪽에서, 베이스 플레이트(12)의 상면 대략 중앙부에 위쪽을 향해 세워 설치한 하부 펀치(31)를 삽입할 수 있고, 하부 유압 실린더를 작동시켜 다이(2)를 하강하면, 관통공(21) 내에 하부 펀치(31)가 삽입되고 관통공(21) 내에 공동(충전실)(22)이 마련된다. 관통공(21)(공동(22))의 횡단면 형상은 원형이나 직사각형 등 성형하고자 하는 소결 자석의 형상에 따라 적당히 선택된다. 본 실시의 형태에서는, 직방체상의 소결 자석을 제작하기 위해 횡단면 형상은 직사각형으로 형성되어 있다. 공동(22)에 대해서는, 도시 생략한 공지 구조의 분말공급 장치가 진퇴가 자유롭고, 이 분말공급 장치에 의해 공동(22) 내에, 미리 칭량된 후술의 합금 분말 재료가 충전되게 되어 있다(도 2 참조).A through-
다이(2)의 위쪽에는, 베이스 플레이트(12)에 대향시켜 다이 베이스(16)가 배치된다. 다이 베이스(16)의 하면에는, 공동(22)에 삽입 가능한 위치에 상부 펀치(32)가 설치되어 있다. 또, 다이 베이스(16)의 모서리부에는, 상하 방향의 관통공이 형성되고, 각 관통공에는, 일단이 다이(2)의 상면에 고정된 가이드 로드(17)가 삽입통과하고 있다. 또, 다이 베이스(16)의 상면에는 구동 수단, 예를 들면 공지 구조의 유압 실린더(도시하지 않음)의 실린더 로드(18)가 접속되고 이 유압 실린더를 작동시키면, 가이드 로드(17)에 안내되어 다이 베이스(16)가 승강할 수 있고, 나아가서는 상부 펀치(32)가 상하 방향으로 이동이 자유롭게 되어, 다이(2)의 관통공(21) 내에 삽입할 수 있다. 이것에 의해, 압축 성형시에는, 공동(22) 내에서, 상하 한 쌍의 펀치(31, 32)에 의해 원료 분말(P)이 압축되어 성형체를 얻을 수 있다(성형 공정).The
또, 다이(2)의 외주에는, 공동(22) 내의 원료 분말(P)을 자장 배향시키기 위해서, 자계 발생 장치(4)가 설치되어 있다. 자계 발생 장치(4)는, 다이(2)를 양측으로부터 사이에 두도록 대칭으로 배치되고, 탄소강, 연강, 순철이나 퍼멘쥬르(permendur) 등의 투자율이 높은 재료로 만들어진 한 쌍의 요크(41a, 41b)를 가진다. 양 요크(41a, 41b)에는 코일(42a, 42b)이 감겨지고 각 코일(42a, 42b)에 통전 하는 것에 의해, 가압 방향(상하 방향(Y))과 직교하는 방향(X)에 정자계가 발생하고, 이것에 의해, 공동(22) 내에 충전한 원료 분말(P)을 배향할 수 있다.Moreover, the magnetic
여기서, 원료 분말(P)은 다음과 같이 제작된다. 즉, Fe, B, Nd를 소정의 조성비로 배합하고, 급냉법, 예를 들면 스트립 캐스트법에 의해 0.05mm~0.5mm의 합금을 먼저 제작한다. 한편으로, 원심 주조법으로 5mm 정도의 두께의 합금을 제작할 수 있고, 배합 시에 Cu, Zr, Dy, Al이나 Ga을 소량 첨가할 수 있다. 그 다음에, 제작한 합금을, 공지의 수소 분쇄 공정에 의해 조분쇄하고, 계속해서, 제트밀 미분쇄 공정에 의해 질소 가스 분위기 중에서 미분쇄하여, 평균 입경 2~10㎛의 원료 분말을 얻는다. 이 경우, 급냉법을 이용하면, 원료 분말(P)이 모난 입자 형상이 되고, 하나의 결정 파면의 면적을 크게 할 수 있어, 원료 분말(P) 상호 간의 틈새를 작게 할 수 있다.Here, the raw material powder P is produced as follows. That is, Fe, B, and Nd are mix | blended in a predetermined composition ratio, and the alloy of 0.05 mm-0.5 mm is produced first by a quenching method, for example, the strip cast method. On the other hand, an alloy having a thickness of about 5 mm can be produced by centrifugal casting, and a small amount of Cu, Zr, Dy, Al, or Ga can be added during compounding. Next, the produced alloy is coarsely pulverized by a well-known hydrogen grinding | pulverization process, and then it is pulverized in nitrogen gas atmosphere by a jet mill pulverization process, and raw material powder of an average particle diameter of 2-10 micrometers is obtained. In this case, when the quenching method is used, the raw material powder P becomes an angular particle shape, the area of one crystal wavefront can be enlarged, and the clearance gap between raw material powders P can be made small.
상기와 같이 제작한 원료 분말(P)에는, 상기 원료 분말(P)의 유동성을 향상시키기 위해서, 원료 분말(P)에 소정의 혼합 비율로 윤활제를 첨가하여, 이 윤활제에 의해 원료 분말(P)의 표면이 피복되어 있다. 윤활제로서는, 금형에 상처를 주지 않도록 점성이 낮은 고체 윤활제나 액체 윤활제가 이용된다.In order to improve the fluidity | liquidity of the said raw material powder P, the raw material powder P produced as mentioned above adds a lubricating agent to the raw material powder P at a predetermined | prescribed mixing ratio, and this raw material powder P The surface of is covered. As the lubricant, a low viscosity solid lubricant or a liquid lubricant is used so as not to damage the mold.
고체 윤활제로서 층상 화합물(MoS2, WS2, MoSe, 흑연, BN, CFx 등), 연질 금속(Zn, Pb 등), 경질 물질(다이아몬드 분말, TiN 분말 등), 유기 고분자(PTEE계, 나일론계 지방족계, 고급 지방족계, 지방산 아마이드계, 지방산 에스테르계, 금속 비누계 등)를 들 수 있고, 특히, 스테아린산아연, 에틸렌아마이드, 플루오르 에테르계 그리스를 이용하는 것이 바람직하다.As a solid lubricant, layered compounds (MoS 2 , WS 2 , MoSe, graphite, BN, CFx, etc.), soft metals (Zn, Pb, etc.), hard materials (diamond powder, TiN powder, etc.), organic polymers (PTEE-based, nylon-based) Aliphatic, higher aliphatic, fatty acid amide, fatty acid ester, metal soap, etc.), and zinc stearate, ethylene amide, and fluoroether grease are particularly preferred.
액체 윤활제로서는, 천연 유지 재료(피마자유, 야자유, 팜유 등의 식물유, 광물유, 석유계 유지 등), 유기 저분자 재료(저급 지방족계, 저급 지방산 아마이드계, 저급 지방산 에스테르계)를 들 수 있고, 특히, 액상 지방산, 액상 지방산 에스테르, 액상 불소계 윤활제를 이용하는 것이 바람직하다. 액체 윤활제는 계면활성제와 함께 사용하거나 용매로 희석하여 이용되고, 소결 후에 남는 윤활제의 잔류 탄소 성분이 자석의 보자력을 저하시키므로, 소결 공정에서 제거하기 쉽게 저분자량의 물질이 바람직하다.Examples of the liquid lubricant include natural fats and oils (plant oils such as castor oil, palm oil, palm oil, mineral oil, petroleum-based fats and oils), and organic low molecular weight materials (lower aliphatic, lower fatty acid amide, lower fatty acid ester). It is preferable to use a liquid fatty acid, a liquid fatty acid ester, and a liquid fluorine-based lubricant. The liquid lubricant is used together with a surfactant or diluted with a solvent, and since the residual carbon component of the lubricant remaining after sintering lowers the coercive force of the magnet, a low molecular weight material is preferred for easy removal in the sintering process.
또, 금 원료 분말(P)에 고체 윤활제를 첨가하는 경우, 0.02wt%~0.5wt% 혼합 비율로 첨가하면 좋다. 0.02wt%보다 작으면 원료 분말(P)의 유동성이 향상되지 않고, 결국, 배향성을 향상시키지 않는다. 한편으로, 0.1wt%를 넘으면, 소결 자석을 얻었을 때, 이 소결 자석 중에 잔류하는 탄소의 영향을 받아 보자력이 저하한다. 또, 원료 분말(P)에 액체 윤활제를 첨가하는 경우, 0.05wt%~5wt%의 범위의 비율로 첨가하면 좋다. 0.05wt%보다 작으면 원료 분말의 유동성이 향상되지 않고, 결국, 배향성을 향상시킬 수 없는 우려가 있고, 한편으로, 5wt%를 넘으면, 소결 자석을 얻었을 때, 이 소결 자석 중에 잔류하는 탄소의 영향을 받아 보자력이 저하한다. 덧붙여, 윤활제는, 고체 윤활제와 액체 윤활제 양쪽 모두를 첨가하면, 원료 분말(P)의 구석구석까지 윤활제가 널리 퍼져, 더욱 높은 윤활 효과에 의해 더 높은 배향성을 얻을 수 있다.Moreover, when adding a solid lubricant to gold raw material powder P, what is necessary is just to add in 0.02 wt%-0.5 wt% mixing ratio. If it is less than 0.02 wt%, the fluidity of the raw material powder P does not improve, and consequently, the orientation does not improve. On the other hand, when it exceeds 0.1 wt%, when a sintered magnet is obtained, the coercive force decreases under the influence of the carbon remaining in the sintered magnet. Moreover, when adding a liquid lubricant to raw material powder P, what is necessary is just to add in the ratio of 0.05 to 5 wt%. If it is less than 0.05 wt%, there is a possibility that the flowability of the raw material powder does not improve, and eventually the orientation cannot be improved. On the other hand, if it exceeds 5 wt%, when the sintered magnet is obtained, the residual carbon in the sintered magnet Affected reduces coercive force. In addition, when both a solid lubricant and a liquid lubricant are added to a lubrication agent, a lubrication agent spreads to every corner of raw material powder P, and a higher orientation can be obtained by a higher lubrication effect.
게다가, 압축 성형기(1)는, 윤활제를 포함하는 원료 분말(P)을 충전실인 공동(22)에 충전한 후, 상하 한 쌍의 펀치(31, 32)에 의한 압축 성형(성형 공정)에 앞서, 자계 발생 장치(4)의 각 코일(42a, 42b)에 통전하여 정자계를 발생시킨 상태(자계 중)에서, 공동(22) 내의 원료 분말(P)을 혼합하면서 자장 배향할 수 있도록(배향 공정), 공동(22)에 대해서 진퇴가 자유로운 압압 수단(5)을 갖추고 있다.In addition, after the
도 2에 나타낸 바와 같이, 압압 수단(5)은, 고정 프레임(51)과, 고정 프레임(51)에 가이드 로드(52)를 개입시켜 승강이 자유롭게 달려 있어서 상하 방향으로 이동이 자유로운 승강 프레임(53)으로 구성된다. 고정 프레임(51) 상에는 실린더(54)가 탑재되고, 상기 실린더(54)로부터 아래쪽으로 연장하는 피스톤 로드(54a)가 승강 프레임(53)에 연결되어 있다. 그리고 실린더(54)에 의해 승강 프레임(53)이 승강되도록 되어 있다. 승강 프레임(53)의 하면에는, 피스톤 로드(54a)의 이동 방향에 대해 직교하는 방향으로 연장하는 가이드 레일(55)이 형성되고 상기 가이드 레일(55)에는 가동 프레임(56)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 2, the
가동 프레임(56)에는, 상하 방향(Y)을 따라 연장하도록 압압 부재(57)가 연결되어 있다. 압압 부재(57)는 중실 사각 피라미드의 부재이며, 비자성 재료, 예를 들면, PEEK, 나일론 등의 엔지니어링 플라스틱, 18-8스테인레스제이다. 이것에 의해, 원료 분말(P)이 부착하여 원료 분말(P)의 혼합이 불충분하게 되거나, 또는, 자계가 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. 압압 부재(57)의 횡단면적은, 상기 압압 부재(57)에 의해 원료 분말(P)을 압압 했을 때 공동(22)의 벽면과의 사이에 소정의 공간이 형성되도록 공동(22)의 횡단면적보다 작으면 좋지만, 작업성을 고려하면, 약 1/2~1/16(본 실시의 형태에서는 1/2)로 설정하는 것이 바람직하다(도 3 참조). 덧붙여, 예를 들면 압압 부재(57)의 횡단면적을, 공동(22)의 횡단면적의 1/2 로 설정하는 경우에서도, 공동(22)을 정의하는 벽면에 접촉하지 않게 크기를 정할 필요가 있다. 또, 압압 부재(53)의 형상은 공동(22)의 횡단면 형상에 따라 적당히 선택할 수 있다. 게다가, 압압 부재(57)의 선단은, 압압 부재(57)의 축방향에 대해서 수직인 평면보다, 오히려 축방향 앞측을 향해 경사진 평면이나 볼록면인 것이 바람직하다.The pressing
고정 프레임(51)은, 가압 방향(Y)과 직각인 방향으로 연장하는 2개의 안내 레일(58)에 설치되고, 안내 레일(58)을 따라 압압 수단(5)을 슬라이딩시키는 것에 의해, 압압 수단(5)이 공동(22)에 대해 진퇴가 자유롭게 된다. 이 경우, 공급 장치도, 같은 안내 레일(58)에 설치해 공동(22)에 대해 진퇴가 자유롭게 되도록 해도 괜찮다. 그리고 안내 레일(58)에 마련한 스토퍼(도시하지 않음)로 정지하면, 공동(22)의 약 반분의 영역에 압압력이 가해지도록 압압 부재(53)가 위치 결정된다.The fixed
여기서, 상기 압축 성형기(1)에서는, 도시 생략했지만, 가이드 로드(17)에 셔터를 선회 자유롭게 설치하고, 압압 부재(57)에 의해 원료 분말(P)에 압압력을 가하여 혼합할 때, 상기 셔터에 의해 공동(22)의 상면을 막아, 압압 수단(5)에 의해 원료 분말을 혼합하는 동안, 합금 분말 재료(P)가 공동(22)의 외측으로 뛰쳐나가는 것을 억제하는 구성을 채용해도 괜찮다.Here, although not shown in the
다음에, 도 1 내지 도 6을 참조하여, 압축 성형기(1)를 이용한 제1 실시 형태의 Nd-Fe-B계의 소결 자석의 제조에 대해 설명한다. 먼저, 다이(2) 및 하부 펀치(31)의 각 상면이 동일 평면이며, 상부 펀치(32)가 상단에 위치하는 대기 위치로부터(도 1 참조), 액압 실린더를 작동시켜 다이(2)를 소정 위치까지 상승시켜, 관통공(21) 내에 공동(22)을 정의한다. 그 다음에, 도시하지 않은 분말공급 장치에 의해, 미리 칭량되어 윤활제가 소정의 혼합 비율로 첨가된 원료 분말(P)을 공동(22) 내에 충전하고, 분말공급 장치를 퇴거시킨다. 이 경우, 공동(22) 내의 원료 분말(P)의 충전 밀도는, 원료 분말(P)의 이동 자유도를 남겨 두기 위해 공동(22)의 용적에 대해 10~30%의 범위로 설정된다(도 2 참조).Next, with reference to FIGS. 1-6, manufacture of the Nd-Fe-B type sintered magnet of 1st Embodiment using the
그 다음에, 압압 수단(5)을, 공동(22) 위쪽에서 상기 공동(22)의 왼쪽 반분에 압압 부재가 위치하도록 위치 결정한다(도 2 및 도 3 참조). 실린더(54)를 작동시켜 피스톤 로드(54a)가 하강하면, 승강 프레임(53)이 하강되고, 공동(22)의 약 반분의 영역에서 압압 부재(57)가 원료 분말(P)에 면 접촉하게 된다(도 4(a) 참조). 이와 동시에, 자계 발생 장치(4)의 코일(42a, 42b)을 통전시켜 자장이 발생한다. 이 경우, 높은 배향성을 얻기 위해서, 0.1kOe~10kOe, 바람직하게는, 0.5kOe~6kOe 범위의 정자계 중에서 압압 수단(5)에 의한 내리누름을 실시하는 것이 바람직하다. 자계의 강도가 0.1k0e보다 약하면 고배향성 나아가 고자기 특성의 것을 얻지 못하고, 또, 10k0e보다 강하면 혼합이 곤란하게 된다.Next, the
그 다음에, 피스톤 로드(54a)에 의해 승강 프레임(53)이 한층 더 하강하면, 압압 부재(57)가 원료 분말(P) 내로 밀고 들어간다. 이 경우, 압압 부재(57)의 압압력은, 1~50kg/㎠로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 공지 방법으로 압압 수단(57)을 그 압압 방향으로 진동시키도록 해도 괜찮다. 그리고 압압 부재(57)가 원료 분말(P) 내로 밀고 들어가면, 압압 부재(57)와 원료 분말(P)의 접촉면의 면적이 공동(22)의 횡단면적의 반이기 때문에, 압압 부재(57)와 공동(22) 내벽면 사이의 공간에 원료 분말(P)이 밀려 들어간다(도 4(b) 및 도 4(c) 참조). 그리고, 하부 펀치(31)에 접촉하기 바로 전까지 압압 부재(57)를 이동시킨 후(도 4(c) 참조), 일단, 승강 프레임(53)을 상승시켜 압압 부재(57)를 소정의 높이 위치까지 되돌린다.Then, when the lifting
그 다음에, 가동 프레임(56)을 이동시켜, 공동(22)의 오른쪽 반분에 압압 부재(57)가 위치하도록 이동시켜 위치 결정한다(도 4(d) 참조). 이 조작 동안, 자계 발생 장치(4)의 코일(42a, 42b)에의 통전은 정지하지 않는다. 그리고 실린더(54)를 작동시켜 피스톤 로드(54a)를 하강시켜 압압 부재(57)를 원료 분말(P) 내로 밀어 넣는다(도 4(e) 및 도 4(f) 참조). 이러한 일련의 동작을 소정 회수 반복한다(배향 공정).Next, the
이것에 의해, 상기 종래 예와 같이, 비록 상부 펀치 또는 하부 펀치에 의해 진동을 가했다고 해도, 도 5(a)에 나타낸 바와 같이 자장 배향 방향으로 서로 이웃하는 원료 분말(P) 상호의 결정 파면이 맞지 않는 경우에는, 원료 분말(P) 상호의 사이에 간극이 남고, 자장 배향 방향으로 원료 분말(P)이 가지런하지 않아, 이 상태로 압축 성형하면 배향이 흐트러진다. 그에 대해, 본 실시 형태에 의하면, 자장을 인가했을 때에 결합한 입자끼리의 결합이 일단 끊어지고, 자장 중에서 원료 분말(P)이 혼합하여 합쳐지면서 배향되게 된다. 그 결과, 공동(22) 내에서의 원료 분말(P)의 입자끼리의 위치 관계가, 공동(22) 내에 충전한 상태로부터 변화하여, 더 동일한 결정 방위 관계를 가지는 원료 분말(P)의 결정 파면이 조합될 기회가 많아지고, 동일한 결정 방위 관계를 가지는 결정 파면끼리 일단 결합하면, 강고한 결합 사슬을 형성하는 것에 의해, 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 꼭 막대 모양을 이루도록 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되고, 자장 배향 방향으로 가지런해진다.Thus, as in the conventional example, even if the vibration is applied by the upper punch or the lower punch, as shown in Fig. 5 (a), the crystal wavefronts of the mutually adjacent raw material powders P in the magnetic field orientation direction are When it does not match, a gap | interval remains between raw material powders P, and raw material powder P is not aligned in a magnetic field orientation direction, and when compression-molding in this state, an orientation will be disturbed. On the other hand, according to this embodiment, when the magnetic field is applied, the bonding of the bonded particles is once broken, and the raw material powder P is mixed and combined in the magnetic field to be oriented. As a result, the positional relationship between the particles of the raw material powder P in the
그 다음에, 배향 공정이 종료하면, 압압 수단(5)을 퇴거시킨다. 이 경우, 코일(42a, 42b)에의 통전은 정지하지 않는다. 그리고 다이 베이스(16)를 하강시켜, 관통공(22)의 위쪽으로부터 상부 펀치(32)를 관통공(21)에 삽입하고, 자장을 인가한 상태로 상하 한 쌍의 펀치(31, 32)에 의해 공동(22) 내에서 원료 분말(P)의 압축 성형을 개시한다. 소정 시간 경과 후에 코일(42a, 42b)에의 통전을 정지하고, 이 상태로 최대압력에서의 압축 성형을 실시한다(도 6 참조). 마지막으로, 상부 펀치(32)를 서서히 상승시켜 서서히 감압하여 압축 성형이 종료되고 성형체(M)가 형성된다(성형 공정). 이것에 의해, 원료 분말(P)이, 꼭 막대 모양을 이루도록 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되고, 자장 배향 방향으로 가지런한 상태에서 압축 성형을 실시하기 때문에, 배향의 흐트러짐이 없는 고밀도의 성형체(M)(영구자석)를 얻을 수 있고, 자기 특성도 향상된다.Next, when the orientation process is completed, the
이와 같이, 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 가지런한 상태로 압축 성형하는 것에 의해, 배향의 혼란이 없는 고밀도의 성형체(M1)가 되고, 성형체의 강도가 강해져 불량의 발생률을 저하할 수 있음과 아울러, 고자기 특성의 성형체(M1)(영구자석)를 얻을 수 있다. 이 경우, 공동(22) 내에 충전되는 원료 분말(P)에 수지 바인더를 혼합해 두면, 고자기 특성의 희토류 본드 자석(성형체)을 얻을 수 있다.In this way, the crystal wavefront is bonded in the magnetic field alignment direction without gaps and compression-molded in a neat state, resulting in a high-density molded article M1 without disorder of orientation, and the strength of the molded article can be strengthened to reduce the occurrence rate of defects. In addition, the molded article M1 (permanent magnet) having high magnetic properties can be obtained. In this case, when the resin binder is mixed with the raw material powder P filled in the
성형 공정에 있어서의 성형 압력은, 0.1~2.0t/㎠, 더 바람직하게는 0.2~1.0t/㎠의 범위로 설정된다. 0.1t/㎠보다 낮은 성형 압력으로는 성형체가 충분한 강도를 가지지 못하고, 예를 들면, 압축 성형기의 공동(22)으로부터 뽑아낼 때에 갈라져 버린다. 한편으로, 2.0t/㎠를 넘는 성형 압력에서는, 높은 성형 압력이 공동(22) 내의 원료 분말(P)에 가해져 버려, 배향을 무너뜨리면서 성형함과 아울러, 성형체에 금이나 균열이 발생할 우려가 있다. 또, 성형 공정에 있어서의 자계의 강도는, 5k0e~30k0e의 범위로 설정된다. 자계의 강도가 5k0e보다 약하면 고배향성 나아가 고자기 특성의 것을 얻을 수 없다. 한편으로, 50k0e보다 강하면 자계 발생 장치가 너무 커져 현실적이지 않다.The molding pressure in the molding step is set to 0.1 to 2.0 t /
그 다음에, 예를 들면 3k0e의 역자장을 인가하여 탈자(脫磁)를 실시한 후에, 다이(2)를 하강단까지 하강시키면, 공동(22) 내의 성형체(M)가 다이(2) 상면에 뽑아지고, 다이 베이스(16)를 상승시켜 상부 펀치(32)를 상승단까지 이동시킨 후에 성형체를 꺼낸다. 마지막으로, 수득한 성형체를, 도시하지 않은 소결로 내에 수납하고, 예를 들면 Ar 분위기 하에서 소정 온도(1000℃)로 소정 시간 소결(소결 공정)하고, 한층 더 소정 온도(500℃), Ar 분위기 중에서 소정 시간 시효 처리하여, 소결 자석(Nd-Fe-B계의 소결 자석)을 얻을 수 있다.Then, after demagnetizing by applying a reverse magnetic field of 3 k0e, for example, when the
다음에, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태의 희토류 영구자석, 특히, Nd-Fe-B계의 소결 자석을 제조하는 것에 적합한 압축 성형기(10)를 설명한다. 압축 성형기(10)는, 상기 제 1 실시 형태의 제법을 실시하는 것과 같이, 가압 방향(Y)(프레스 방향)이 자장 배향 방향에 수직인 1축 가압식의 것이며, 다리부(110)로 지지되는 베이스 플레이트(120)를 가진다. 베이스 플레이트(120)의 위쪽에는 다이(20)가 배치되고, 다이(20)는 베이스 플레이트(120)를 관통하는 복수개의 지주(130)로 지지되고, 각 지주(130)의 타단이 베이스 플레이트(120)의 아래쪽에 마련한 연결판(140)에 연결되어 있다. 연결판(140)은 구동 수단, 예를 들면 공지 구조의 유압 실린더의 실린더 로드(150)에 접속되고, 이것에 의해, 하부 유압 실린더를 작동시켜 연결판(140)을 승강시키면, 다이(20)가 가압 방향(Y)인 도 7의 상하 방향으로 이동이 자유롭다.Next, with reference to FIG. 7, the
다이(20)의 대략 중앙부에는 상하 방향의 관통공(210)이 형성되고, 관통공(210)에는, 그 아래쪽으로부터, 베이스 플레이트(120)의 상면 대략 중앙부에 위쪽을 향해 세워 설치한 하부 펀치(310)를 삽입할 수 있고, 하부 유압 실린더를 작동시켜 다이(20)를 하강하면, 관통공(210) 내에 하부 펀치(310)가 삽입되어 관통공(210) 내에 공동(충전실; 220)이 마련된다. 관통공(210)(공동(220))의 횡단면 형상은, 원형이나 직사각형 등 성형하고자 하는 소결 자석의 형상에 따라 적당히 선택된다. 덧붙여, 제2 실시 형태에 있어서도, 직방체 형상의 소결 자석을 제작하기 위해. 횡단면 형상은, 직사각형으로 형성되어 있다.A through
다이(20)의 위쪽에는, 베이스 플레이트(120)에 대향시켜 다이 베이스(160)가 배치된다. 다이 베이스(160)의 하면에는, 공동(220)에 삽입 가능한 위치에 상부 펀치(320)가 설치되어 있다. 또, 다이 베이스(160)의 모서리부에는, 상하 방향의 관통공이 형성되고, 각 관통공에는, 일단이 다이(20)의 상면에 고정된 가이드 로드(170)가 삽입통과하고 있다. 또, 다이 베이스(160)의 상면에는 구동 수단, 예를 들면 공지 구조의 유압 실린더(도시하지 않음)의 실린더 로드(180)가 접속되고, 이 유압 실린더를 작동시키면, 가이드 로드(170)에 안내되어 다이 베이스(160)가 승강이 자유롭게, 나아가서는 상부 펀치(320)가 상하 방향으로 이동이 자유롭게 되어, 다이(20)의 관통공(210) 내에 삽입될 수 있다. 이것에 의해, 압축 성형시에는, 공동(220) 내에 존재하는 원료 분말(P)이 상하 한 쌍의 펀치(310, 320)에 의해 압축되어, 성형체를 얻을 수 있게 된다.The
또, 다이(20)의 외주에는, 후술하는 자루 내에서 원료 분말(P)을 혼련하여 배향할 때 및 공동(220) 내의 원료 분말(P)을 성형할 때에 자장을 인가하기 위해서, 자계 발생 장치(4)가 설치되어 있다. 자계 발생 장치(4)는 상기 압축 성형기(1)에 이용되는 것이기 때문에, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다. 또, 원료 분말(P)에 대해서도, 상기 제 1 실시 형태와 같은 것을 이용할 수가 있기 때문에, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.In addition, the magnetic field generating device is applied to the outer circumference of the die 20 in order to apply a magnetic field when kneading and orienting the raw material powder P in a bag to be described later and when molding the raw material powder P in the
압축 성형기(10)에는, 자루(B)에 충전한 원료 분말(P)을 자장 중에서 혼련하여 배향하기 위해서 혼련 수단(50)이, 공동(220)의 상부 공간에 진퇴 자유롭게 설치되어 있다. 혼련 수단(50)은 지지 프레임(510)을 가지며, 지지 프레임(510)에는, 복수개의 실린더(520)가 탑재되고, 각 실린더(520)로부터 아래쪽으로 연장하는 피스톤 로드(520a)에는, 비자성 재료로 구성되는 원통형 부재인 푸셔(압압 부재, 530)가 각각 설치되어 있다. 혼련 수단(50)은 또한, 지지 프레임(510)에 탑재된 다른 실린더(540)로부터 아래쪽으로 연장하는 피스톤 로드(540a)에 의해 매달린 프레임(550)을 구비한다.In the
프레임(550)은, 상면을 개구한 사각기둥 형상의 것이며, 그 측벽 내면은, 연속한 복수의 요철이 반복하도록 형성되어 있다. 한편, 프레임(550)의 바닥판 내측 중앙에는, 돌출부(550a)가 형성되어 있다. 프레임(550) 내에는, 미리 칭량된 상기 원료 분말(P)이 충전된 자루(B)가 수납되게 되어 있다. 자루(B)는, 고무, 엘라스토머, 폴리에틸렌, 비닐 등 변형이 자유로운 재료로 형성되어 있다. 그리고 프레임(550)에 자루(B)를 수납한 후, 각 실린더(520)를 동시에 또는 시간 차이를 두고 작동시키면, 각 푸셔(530)에 의해 자루(B)에 대해 국소적으로 압압력이 가해진다. 이때, 자루(B)는, 그 아래쪽 중앙이 돌출부(550a)의 주위에 펼쳐짐과 동시에, 그 측부가 측벽의 오목부 내에 침입하도록 변형한다. 그 결과, 자루(B) 내의 원료 분말(P)이 혼련되게 된다.The
다음에, 도 7 내지 도 11을 참조하여, 상기 압축 성형기(10)를 이용한 제2 실시 형태의 Nd-Fe-B계의 소결 자석의 제조에 대해 설명한다. 먼저, 다이(20) 및 하부 펀치(310)의 각 상면이 동일 평면이며, 상부 펀치(320)가 상단에 위치하는 대기 위치에 있어서(도 7 참조), 혼련 수단(50)을 공동(220)의 위쪽으로 이동시킨다. 그때, 자루(B)에는, 미리 칭량된 상기 원료 재료(P)가 충전되고, 상기 자루(B)가 프레임(550) 내에 수납되어 있다. 자루(B) 내에서의 원료 분말(P)의 충전 밀도는, 원료 분말(P)의 이동 자유도를 남겨두기 위해 자루(B)의 용적에 대해 15~55%의 범위로 설정되고, 원료 분말(P)이 충전된 자루(B)의 용적은 프레임(550)의 용적에 대해 30~80%의 범위로 설정되어 있다.Next, with reference to FIGS. 7-11, manufacture of the sintered magnet of the Nd-Fe-B system of 2nd Embodiment using the said
다음에, 자계 발생 장치(4)의 코일(42a, 42b)에 통전하여 자장을 인가한다. 이 경우, 높은 배향성을 얻기 위해서 0.1kOe~10kOe, 바람직하게는, 0.5kOe~6kOe 범위의 자계 중에서 혼련 장치(5)에 의한 혼련을 실시하는 것이 바람직하다. 자계의 강도가 0.1k0e보다 약하면 고배향성 나아가 고자기 특성의 것을 얻지 못하고, 또, 10k0e보다 강하면 혼련이 곤란하게 된다. 그리고 자장을 인가한 상태에서, 각 실린더(520)를 동시에 또는 시간 차이를 두고 작동시켜, 각 푸셔(530)에 의해 자루(B)에 대해 국소적으로 압압력을 가한다(배향 공정: 도 9 참조).Next, the
이것에 의해, 상술한 것처럼, 종래 예에서는 비록 상부 펀치 또는 하부 펀치에 의해 진동을 가했다고 해도, 도 10(a)에 나타낸 바와 같이 자장 배향 방향으로 서로 이웃하는 원료 분말(P) 상호의 결정 파면이 맞지 않는 경우에는, 원료 분말(P) 상호간에 간극이 남아서, 자장 배향 방향으로 원료 분말(P)이 가지런하지 않고, 이 상태로 압축 성형하면 배향이 흐트러진다. 그에 대해, 제2 실시 형태에 의하면, 자루(B)의 아래쪽 중앙이 돌출부(550a)의 주위에 펼쳐짐과 아울러, 그 측부가 측벽의 오목부 내에 침입하도록 변형하므로, 자루(B) 내의 원료 분말(P)이 혼련된다. 이 경우, 자장을 인가했을 때에 결합한 입자끼리의 결합이 일단 끊어지고, 자장 중에서 원료 분말(P)이 혼합되면서 배향되게 된다. 그 결과, 공동(220) 내에서의 원료 분말(P)의 입자끼리의 위치 관계가 공동(220) 내에 충전한 상태로부터 변화하여, 더욱 동일한 결정 방위 관계를 가지는 원료 분말(P)의 결정 파면이 조합될 기회가 많아지고, 동일한 결정 방위 관계를 가지는 결정 파면끼리 일단 결합하면, 강고한 결합 사슬을 형성하는 것에 의해, 도 10(b)에 나타낸 바와 같이, 꼭 막대 모양을 이루도록 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 자장 배향 방향으로 가지런해진다.Thus, as described above, in the conventional example, even if the vibration is applied by the upper punch or the lower punch, as shown in Fig. 10 (a), the crystal wavefronts of the mutually adjacent raw material powders P in the magnetic field orientation direction are shown. When this does not match, gaps remain between the raw material powders P, and the raw material powders P are not aligned in the magnetic field alignment direction. When compression molding is performed in this state, the orientation is disturbed. On the other hand, according to 2nd Embodiment, since the lower center of the bag B unfolds around the
그 다음에, 액압 실린더를 작동시켜 다이(20)를 소정 위치까지 상승시켜, 관통공(210) 내에 공동(220)을 마련한다. 그리고 자루(B)로부터, 배향된 원료 합금을 꺼내 충전한다. 이 경우, 원료 합금의 공동(220)에의 충전은, 수동으로 실시할 수 있고, 한편, 프레임(550)의 하면을 개폐가 자유롭게 형성함과 아울러, 도시 생략한 칼날을 자루(B)에 진퇴가 자유롭게 설치해 두고, 자장을 인가한 상태에서 자루(B)의 일부를 찢어, 자동적으로 공동(220)에 떨어뜨리는 것 같은 구성을 채용할 수도 있다.Next, the hydraulic cylinder is operated to raise the die 20 to a predetermined position, thereby providing the
그 다음에, 배향 공정이 종료하면, 혼련 수단(50)을 퇴거시킨다. 이 경우, 코일(42a, 42b)에의 통전은 정지하지 않는다. 그리고 다이 베이스(160)를 하강시켜, 관통공(220)의 위쪽으로부터 상부 펀치(320)를 관통공(210)에 삽입하고, 자장을 인가한 상태로 상하 한 쌍의 펀치(310, 320)에 의해 공동(220) 내에서 원료 분말(P)의 압축 성형을 개시한다. 소정 시간 경과 후에 코일(42a, 42b)에의 통전을 정지하고, 이 상태로 최대압력에서의 압축 성형을 실시한다(도 11 참조). 마지막으로, 상부 펀치(320)를 서서히 상승시켜 서서히 감압하여 압축 성형이 종료되고 성형체(M2)가 형성된다(성형 공정). 이 경우도 또한, 원료 분말(P)이 꼭 막대 모양을 이루도록 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 자장 배향 방향으로 가지런한 상태로 압축 성형을 실시하기 때문에, 배향의 혼란이 없는 고밀도의 성형체(M2)(영구자석)를 얻을 수 있고, 자기 특성도 향상된다.Next, when the orientation process is completed, the kneading means 50 is removed. In this case, energization to the
이와 같이, 자장 배향 방향으로 결정 파면이 틈새 없이 접합되어 가지런한 상태로 압축 성형하는 것에 의해, 배향의 흐트러짐이 없는 고밀도의 성형체(M2)가 되고, 성형체의 강도가 강해져 불량의 발생률을 저하할 수 있음과 아울러, 고자기 특성의 성형체(M2)를 얻을 수 있다. 이 경우, 공동(220) 내에 충전되는 원료 분말(P)에 수지 바인더를 혼합해 두면, 고자기 특성의 희토류 본드 자석(성형체)을 얻을 수 있다.In this way, the crystal wavefront is bonded without gaps in the magnetic field alignment direction and compression-molded in a neat state to form a high-density molded article M2 without disordered alignment, and the strength of the molded article is strengthened, which can reduce the incidence of defects. In addition, the molded article M2 having high magnetic properties can be obtained. In this case, when the resin binder is mixed with the raw material powder P filled in the
성형 공정에 있어서의 성형 압력은, 0.1~2.0t/㎠, 더 바람직하게는 0.2~1.0t/㎠ 범위로 설정된다. 0.1t/㎠보다 낮은 성형 압력에서는 성형체가 충분한 강도를 갖지 않고, 예를 들면, 압축 성형기의 공동(220)으로부터 뽑아낼 때에 갈라져 버린다. 한편으로, 2.0t/㎠를 넘는 성형 압력에서는, 높은 성형 압력이 공동(220) 내의 원료 분말(P)에 가해져 버려, 배향을 무너뜨리면서 성형함과 아울러, 성형체에 금이나 균열이 발생할 우려가 있다. 또, 성형 공정에 있어서의 자계의 강도는, 5kOe~30kOe 범위로 설정된다. 자계의 강도가 5k0e보다 약하면 고배향성 나아가 고자기 특성의 것을 얻을 수 없다. 한편으로, 30k0e보다 강하면 자계 발생 장치가 너무 커져 현실적이지 않다.The molding pressure in the molding step is set to 0.1 to 2.0 t /
그 다음에, 예를 들면 3k0e의 역자장을 인가해 탈자를 실시한 후에, 다이(20)를 하강단까지 하강시키면, 공동(220) 내의 성형체(M)가 다이(20) 상면에 뽑아내지고, 다이 베이스(160)를 상승시켜 상부 펀치(320)를 상승단까지 이동시킨 후에 성형체를 꺼낸다. 마지막으로, 수득한 성형체를, 도시하지 않은 소결로 내에 수납하고, 예를 들면 Ar 분위기 하에서 소정 온도(1000℃)로 소정 시간 소결(소결 공정)하고, 한층 더 소정 온도(500℃), Ar 분위기 중에서 소정 시간 시효 처리하여, 소결 자석(Nd-Fe-B계의 소결 자석)을 얻을 수 있다.Then, for example, after applying a reverse field of 3 k0e to perform demagnetization, when the
덧붙여, 상기 제1 및 제2의 양 실시 형태에서는, 성형 방향이 자계의 방향에 수직인 1축 가압식의 것에 대해 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 성형 방향과 자계의 방향이 평행이 되는 압축 성형기를 이용해도 괜찮다. 여기서, 제1 실시 형태에서는, 1축 가압식의 압축 성형기(1)를 이용하여 분체를 성형하는 것에 대해서 설명했지만, 고무 몰드를 이용한 공지 구조의 정수압 성형기(도시하지 않음)를 이용할 수 있다.In addition, although the said 1st and 2nd embodiment demonstrated the thing of the uniaxial pressurization type in which the shaping | molding direction was perpendicular | vertical to the direction of a magnetic field, it is not limited to this, The compression which the direction of a shaping | molding direction and a magnetic field becomes parallel is You can also use a molding machine. Here, in 1st Embodiment, although shaping | molding powder using the uniaxial-pressure type
또한, 상기 제1 및 제2의 양 실시 형태에서는, 압압 또는 혼련 및 성형시의 배향 자장으로서 단위시간 당의 자계의 강도가 변화하지 않는 정자계를 이용하는 것으로 했지만, 이것으로 한정되지 않고, 단위시간 당의 자계의 강도가, 일정한 주기로 변화하는 맥동 펄스 자계를 이용해도 괜찮다. 이 경우, 역자장이 인가되도록 해도 괜찮다. 이것에 의해, 성형 시에 원료 분말(P)에 대해 진동을 가할 수 있기 때문에, 한층 더 배향성을 향상시킬 수 있다. 펄스의 주기는, 1ms~2s가 바람직하고, 또, 비(非)출력 시간은 500ms 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 이 범위를 넘으면, 강고한 결합 사슬이 끊어져 버려, 높은 배향성을 얻을 수 없다. 또, 맥동 펄스 자장을 인가하는 경우, 그 피크값을, 5~50k0e의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 자계의 강도가 5k0e보다 약하면 고배향성 나아가 고자기 특성의 것을 얻을 수 없다. 한편, 50k0e보다 강하면 자계 발생 장치가 너무 커지고, 또, 장치의 내구성이 낮아져서 현실적이지 않다.Further, in the first and second embodiments described above, a static magnetic field in which the strength of the magnetic field per unit time does not change is used as the orientation magnetic field during pressing or kneading and molding, but the present invention is not limited thereto. A pulsating pulse magnetic field in which the intensity of the magnetic field changes at regular intervals may be used. In this case, the reverse magnetic field may be applied. Thereby, since vibration can be applied with respect to the raw material powder P at the time of shaping | molding, orientation can be improved further. The period of the pulse is preferably 1 ms to 2 s, and the non-output time is preferably set to 500 ms or less. If it exceeds this range, a strong binding chain is broken and high orientation cannot be obtained. Moreover, when applying a pulsating pulse magnetic field, it is preferable to set the peak value in the range of 5-50k0e. If the strength of the magnetic field is weaker than 5k0e, it is impossible to obtain high orientation and high magnetic properties. On the other hand, if it is stronger than 50 k0e, the magnetic field generating device becomes too large, and the durability of the device becomes low, which is not realistic.
게다가, 상기 제1 및 제2의 양 실시 형태에서는, 소결 자석의 제조를 예로서 설명했지만, 자계 또는 전계 중에서 분극하는 분말을 배향시켜 배향체를 제작하거나 자계 또는 전계 중에서 이 배향한 것을 압축 성형하거나 압축 형성에 더하여, 또는 대신하여, 자장 또는 전기장 배향한 것 또는 압축 성형한 것을 소결하는 것이면, 본 발명의 영구자석의 제조 방법이 적용 또는 응용될 수 있다. 예를 들면, (Tb, Dy) Fe2계 초자왜 재료, SrO·6Fe2O3계 재료, (Sr, La)O·6(Fe, Co)2O3계 페라이트 소결 자석, SmFe17계 질화물 본드 자석, Nd-Fe-B계 HDDR 본드 자석 등의 제작에 적용할 수 있고, 또, 소정의 분말을 자계 중에서 성형한 후, 소결하여 제조된 질화 규소(Si3N4) 소결체의 제조에 응용할 수 있다.
In addition, although the manufacture of a sintered magnet was demonstrated as an example in the said 1st and 2nd embodiment, the orientation which polarized powder in a magnetic field or an electric field was orientated, an orientation body was produced, or this orientation in a magnetic or electric field was compression-molded, In addition to or instead of compression forming, if the sintered magnetic or electric field oriented or compression molded is sintered, the method for producing a permanent magnet of the present invention can be applied or applied. For example, (Tb, Dy) Fe 2 based super magnetostrictive material, SrO 6 Fe 2 O 3 based material, (Sr, La) O 6 (Fe, Co) 2 O 3 based ferrite sintered magnet, SmFe 17 based nitride It can be applied to the production of bonded magnets, Nd-Fe-B-based HDDR bonded magnets, etc., and also to be applied to the production of silicon nitride (Si 3 N 4 ) sintered bodies formed by sintering a predetermined powder in a magnetic field. Can be.
(실시예 1)(Example 1)
실시예 1에서는, 이하와 같이 Nd-Fe-B계의 원료 분말을 제작하고, 이하의 성형 장치를 이용해 배향 공정 및 성형 공정을 실시하여 소정의 성형체를 제작하고, 그 다음에, Ar 분위기 하에서 1050℃의 온도하에서 3시간 이 성형체를 소결하는 소결 공정을 실시하여 Nd-Fe-B계의 소결 자석을 얻었다.In Example 1, an Nd-Fe-B-based raw material powder was produced as follows, an alignment step and a molding step were performed using the following molding apparatus to produce a predetermined molded article, and then 1050 under Ar atmosphere. The sintering process of sintering this molded object was performed for 3 hours at the temperature of ° C, and the sintered magnet of Nd-Fe-B system was obtained.
<원료 분말> Nd-Fe-B계의 소결 자석으로서 조성이 22Nd-7Pr-0.95B-1Co-0.2Al-0.05Cu-0.1Zr-0.05 Ga-bal. Fe의 것을 이용하고, 스트립 캐스팅법으로 합금을 제작하고, 상기 합금을 0.2 기압의 수소 가스 중에서 3시간, 수소 분쇄(수소 분쇄 공정)한 후, 500℃에서 3시간, 진공 탈수소 처리를 하였다.<Raw powder> As a sintered magnet of Nd-Fe-B system, the composition is 22Nd-7Pr-0.95B-1Co-0.2Al-0.05Cu-0.1Zr-0.05 Ga-bal. Using Fe, an alloy was produced by the strip casting method, and the alloy was subjected to hydrogen pulverization (hydrogen pulverization step) in 0.2 atm of hydrogen gas for 3 hours, followed by vacuum dehydrogenation at 500 ° C for 3 hours.
계속하여, 제트밀 미분쇄 공정에 의해 미분쇄하고, 분말 입도 분포의 반치폭이 10㎛(원료 분말 A), 4㎛(원료 분말 B), 및 2㎛(원료 분말 C)이고 평균 입경이 3㎛의 원료 분말(P)을 각각 제작했다.Subsequently, the fine mill was pulverized by a jet mill pulverization process, and the half width of the powder particle size distribution was 10 µm (raw material powder A), 4 µm (raw material powder B), and 2 µm (raw material powder C) with an average particle diameter of 3 µm. The raw material powder P of was produced, respectively.
<배향 공정> 배향 공정으로서 도 1에 나타낸 1축 가압식의 압축 성형기(1)를 이용했다. 여기서, 압축 성형기(1)는, 50×50mm 사각형의 개구부를 가진 공동(22)에 20k0e의 정자계를 인가할 수 있도록 구성되어 있다. 먼저, 공동(22) 내에 상기 원료 분말 A, B, C를 충전했다. 충전에 앞서 특정의 합금 원료에는, 고정 윤활제(스테아린산아연)가 0.3% 첨가되어 있고, 또, 75mm의 충전 깊이에 25%의 충전 밀도로 충전되도록 했다. 그리고 4k0e의 자장을 인가하면서, 압압력을 10kg/㎠로 설정하고 압압 수단(5)에 의해 원료 분말 A, B, C를 내리눌러 배향하였다. 이때의 압압 수단(5)의 형상이나 누르는 회수 등의 조건은 도 12(a)에 나타낸다.<Orientation process> The uniaxial
<성형 공정> 성형 공정으로서 도 1에 나타낸 1축 가압식의 압축 성형기(1)를 이용하고 상기 배향한 것에 대해, 20k0e의 자계를 인가하면서, 상하 한 쌍의 펀치(31, 32)에 의해 압축 성형을 실시했다(성형 공정). 이 경우의 성형 압력은, 0.5t/㎠로 설정했다. 그리고 압축 성형 후에 2k0e의 역자장을 인가하고, 탈자(脫磁)를 실시한 후, 공동(22)으로부터 성형체를 꺼냈다.<Molding process> As the forming process, using the uniaxial press-type
<소결 공정> 공지 구조를 가지는 소결 노를 이용하여 상기 성형체를 소결 처리했다. 이 경우, 소결 온도를 1050℃에서 3시간 실시했다. 소결에 앞서 100℃부터 500℃의 사이에서 수소를 100Pa 진공 중에 흐르게 하고, 탈바인더 처리를 실시했다. 탈바인더 처리 후에 바로 수소의 흐름을 멈추고, 10-5 Pa의 진공도까지 탈수소 처리를 실시했다. 소결 후, 소결 자석을 500℃에서 2시간 열처리를 하고, 그 후, 실온까지 냉각했다.<Sintering process> The said molded object was sintered using the sintering furnace which has a well-known structure. In this case, sintering temperature was performed at 1050 degreeC for 3 hours. Prior to sintering, hydrogen was made to flow in 100 Pa vacuum between 100 degreeC and 500 degreeC, and the binder removal process was performed. Immediately after the debinding treatment, the flow of hydrogen was stopped and dehydrogenation was carried out to a vacuum degree of 10 -5 Pa. After sintering, the sintered magnet was heat treated at 500 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
도 12(b)는, 원료 분말의 종류, 압압 수단에 의한 누름 방법 등을 변화시켜 소결 자석을 얻었을 때의 자기 특성 및 배향도를 나타내는 표이다. 자기 특성은, BH 트레이서로 평가한 결과의 평균값이며, 배향도는 잔류 자속밀도의 값을 10T에서의 포화 자속밀도로 나누어 얻은 값이다.12 (b) is a table showing the magnetic properties and the degree of orientation when a sintered magnet is obtained by changing the type of raw material powder, the pressing method by the pressing means, and the like. The magnetic property is an average value of the results evaluated by the BH tracer, and the degree of orientation is a value obtained by dividing the value of the residual magnetic flux density by the saturated magnetic flux density at 10T.
이것에 의하면, 원료 분말의 입경의 반치폭이 좁아지는(샤프한) 만큼, 배향도 및 보자력이 향상되고 있는 것을 알 수 있다. 또, 압압 수단이 누르는 회수가 증가하는 만큼 배향도가 향상되는 것을 알 수 있다. 게다가, 압압 수단은 비자성 재료이며, 원료 분말에 윤활재를 첨가한 쪽이 배향도가 향상되는 것을 알 수 있다. 한편, 압압 수단의 선단은 날카롭고, 또, 종진동을 가한 쪽이, 배향도가 향상되는 것을 알 수 있다.
According to this, it turns out that the orientation degree and the coercive force are improving so that the half value width of the particle size of raw material powder becomes narrow (sharp). Moreover, it turns out that orientation degree improves so that the frequency | count which a pressing means presses increases. In addition, it is understood that the pressing means is a nonmagnetic material, and the orientation degree is improved when the lubricant is added to the raw material powder. On the other hand, it can be seen that the tip of the pressing means is sharp, and the degree of orientation improves when the longitudinal vibration is applied.
(실시예 2)(Example 2)
실시예 2에서는, 이하와 같이 Nd-Fe-B계의 원료 분말을 제작하고, 이하의 성형 장치를 이용해 배향 공정 및 성형 공정을 실시하여 소정의 성형체를 제작하고, 그 다음에, Ar 분위기 하에서 1050℃의 온도하에서 3시간 동안 이 성형체를 소결하는 소결 공정을 실시하여 Nd-Fe-B계의 소결 자석을 얻었다.In Example 2, an Nd-Fe-B-based raw material powder was produced as follows, an orientation process and a molding process were performed using the following molding apparatus to produce a predetermined molded article, and then 1050 under Ar atmosphere. The sintering process of sintering this molded object was performed for 3 hours at the temperature of ° C, and the sintered magnet of Nd-Fe-B system was obtained.
<원료 분말> Nd-Fe-B계의 소결 자석으로서 조성이 23Nd-7Pr-0.98B-1Co-0.2Al-0.1V-0.05Sn-bal. Fe의 것을 이용하여 스트립 캐스팅법으로 합금을 제작하고, 상기 합금을 0.2 기압의 수소 가스 중에서 3시간 수소 분쇄(수소 분쇄 공정)한 후, 500℃에서 3시간 진공 탈수소 처리를 하였다.<Raw powder> A sintered magnet of Nd-Fe-B system, whose composition is 23Nd-7Pr-0.98B-1Co-0.2Al-0.1V-0.05Sn-bal. An alloy was produced by strip casting using Fe, and the alloy was subjected to hydrogen pulverization (hydrogen crushing step) for 3 hours in hydrogen gas at 0.2 atm, followed by vacuum dehydrogenation treatment at 500 ° C for 3 hours.
계속해서, 제트밀 미분쇄 공정에 의해 미분쇄하고, 분말 입도 분포의 반치폭이 10㎛(원료 분말 A), 6㎛(원료 분말 B), 2㎛(원료 분말 C)이고, 평균 입경이 5㎛의 원료 분말(P)을 각각 제작했다. 그때, 고정 윤활제(스테아린산아연)를 0.3%, 카프론산 메틸을 0.5% 적당히 첨가했다.Then, it grind | pulverizes by a jet mill grinding | pulverization process, the half value width of powder particle size distribution is 10 micrometers (raw material powder A), 6 micrometers (raw material powder B), 2 micrometers (raw material powder C), and an average particle diameter is 5 micrometers. The raw material powder P of was produced, respectively. At that time, 0.3% of fixed lubricant (zinc stearate) and 0.5% of methyl caproate were appropriately added.
<배향 공정> 배향 공정으로서, 도 7에 나타낸 1축 가압식의 압축 성형기(1)를 이용했다. 이 경우, 800g의 중량으로 두께 0.02mm, 용적 500cc의 우레탄 고무제의 자루(B)에 수납했다. 그리고 자루(B)를 프레임(55) 내에 수납한 후, 5kg의 압압력을 가할 수 있는 3개의 푸셔(530)를 이용하여 각 푸셔를 0.5초 사이클로 교대로 5초간 작동시킴과 아울러, 자계 발생 장치(4)의 코일(42a, 42b)에 통전하여 1kOe의 정자장을 인가하고, 자루 내의 합금 원료를 자장 내에서 혼련하여 배향시켰다(배향 공정).<Orientation process> As the orientation process, the uniaxial press-type
<성형 공정> 성형 공정으로서, 도 6에 나타낸 1축 가압식의 압축 성형기(10)를 이용해 상기 배향한 것에 대해, 25k0e의 정자계를 인가하면서, 상하 한 쌍의 펀치(310, 320)에 의해 압축 성형을 실시했다(성형 공정). 이 경우, 공동(220)은, 75×75mm 사각형의 개구부를 가지며, 또, 성형 압력은, 0.4t/㎠로 설정했다. 그리고 압축 성형 후에 3k0e의 역자장을 인가하고, 탈자를 실시한 후, 공동(220)으로부터 성형체를 꺼냈다.<Molding process> As a molding process, it compresses by a pair of upper and
<소결 공정> 공지 구조를 가지는 소결노를 이용하여 상기 성형체를 소결 처리했다. 이 경우, 소결 온도를 1050℃에서 3시간 실시했다. 소결에 앞서 100℃부터 500℃의 사이에서 수소를 1Pa 진공 중에 흐르게 하고, 탈바인더 처리를 실시했다. 탈바인더 처리 후에 바로, 수소의 흐름을 멈추고, 10-3 Pa의 진공도까지 탈수소 처리를 실시했다. 소결 후, 소결 자석을 500℃에서 2시간 열처리를 실시하고, 그 후, 실온까지 냉각했다.<Sintering process> The said molded object was sintered using the sintering furnace which has a well-known structure. In this case, sintering temperature was performed at 1050 degreeC for 3 hours. Prior to sintering, hydrogen was made to flow in 1 Pa vacuum between 100 degreeC and 500 degreeC, and the binder removal process was performed. Immediately after the debinding treatment, the flow of hydrogen was stopped and dehydrogenation was carried out to a vacuum degree of 10 -3 Pa. After sintering, the sintered magnet was heat treated at 500 ° C. for 2 hours, and then cooled to room temperature.
도 13은, 원료 분말의 종류를 변화시켜 소결 자석을 얻었을 때의 자기 특성 및 배향도를 나타내는 표이며, 해당 표에는, 800g의 원료 분말을 혼련하지 않고 직접 공동에 충전하여 상기 실시예와 동일한 조건으로 소결 자석을 얻었을 때의 자기 특성 및 배향도를 함께 나타낸다(비교예). 덧붙여, 자기 특성은, BH 트레이서로 평가한 결과의 평균값이며, 배향도는 잔류 자속밀도의 값을 10T에서의 포화 자속밀도로 나누어 얻은 값이다.Fig. 13 is a table showing magnetic properties and orientation when a kind of raw material powder is changed to obtain a sintered magnet, and the table is filled with 800 g of raw material powder without kneading, under the same conditions as in the above-described embodiment. The magnetic properties and orientation degree when a sintered magnet was obtained are shown together (comparative example). In addition, a magnetic property is an average value of the result evaluated by BH tracer, and orientation degree is a value obtained by dividing the value of residual magnetic flux density by the saturation magnetic flux density in 10T.
이것에 의하면, 원료 분말의 입경의 반치폭이 좁아지는(샤프한) 만큼, 배향도 및 보자력이 향상되고 있는 것을 알 수 있다. 또, 배향 공정 시에, 원료 분말을 혼련하면, 배향도가 향상되고, 특히 최대 에너지적이 높아지는 것을 알 수 있다. 게다가, 윤활재를 첨가한 것이 배향도가 향상되는 것을 알 수 있다.According to this, it turns out that the orientation degree and the coercive force are improving so that the half value width of the particle size of raw material powder becomes narrow (sharp). Moreover, when kneading a raw material powder at the time of an orientation process, it turns out that an orientation degree improves and especially a maximum energy level becomes high. In addition, it can be seen that the degree of orientation is improved by adding the lubricant.
1, 10 압축 성형기
2, 20 다이
21, 210 관통공
12, 220 공동
11, 32 펀치
4 자계 발생 장치
5 압압 수단
57 압압 부재
50 혼련 수단
530 푸셔
P 원료 분말1, 10 compression molding machines
2, 20 die
21, 210 Through Hole
12, 220 joint
11, 32 punch
4 field generator
5 pressing means
57 pressing member
50 kneading means
530 pusher
P raw powder
Claims (9)
상기 자루에 대해 국소적인 압압력을 가하여 자루 내의 원료 분말을 혼련하면서 자계 중에서 배향하는 공정과,
상기 배향한 원료 분말을 자계 중에서 소정 형상으로 압축 성형하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 영구자석의 제조 방법.Filling the raw material powder into a bag free of deformation,
Applying a local pressing force to the bag to orient the material powder in the bag while kneading the magnetic field;
And a step of compressing and molding the oriented raw material powder into a predetermined shape in a magnetic field.
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